[發明專利]一種深層地基處理裝置及其方法

在審

• 申請號: 202011209496.5
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112211179A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 梅濤濤;周紅星;梁小叢;武坤鵬
• 申請（專利權）人: 中交四航工程研究院有限公司;中交第四航務工程局有限公司;廣州港灣工程質量檢測有限公司;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: E02D3/02
• 分類號: E02D3/02;E02D3/10
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

1.一種深層地基處理裝置，其特征在于，包括升降裝置和振沖裝置，所述振沖裝置包括振沖桿、振沖器、高壓水泵和抽砂泵，所述升降裝置通過吊索組件與振沖桿的上端連接，用于控制所述振沖桿升降，所述振沖桿的下端與振沖器連接，所述振沖桿內設有水管道和抽吸管道，所述振沖器設有進水口，所述進水口通過水管道與高壓水泵連接，所述振沖器設有若干與抽吸管道一端連通的抽吸孔，所述抽吸管道另一端與抽砂泵連接。

2.根據權利要求1所述的深層地基處理裝置，其特征在于，所述振沖裝置還包括真空泵，所述真空泵與抽吸管道連接，且所述真空泵與抽吸管道的連接處高于抽砂泵與抽吸管道的連接處。

3.根據權利要求1所述的深層地基處理裝置，其特征在于，所述真空泵與抽吸管道的連接處和抽砂泵與抽吸管道的連接處之間的距離大于30cm。

4.根據權利要求1所述的深層地基處理裝置，其特征在于，所述抽吸孔的數量為四，四個所述抽吸孔沿振沖器周向等間距設置。

5.一種深層地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

對待施工的地基進行勘察，根據勘察的結果，確定不合格土層的位置和范圍；

根據不合格土層的范圍，在地基上確定多個振沖點位，振沖點位按等邊三角形布置或按正方形布置；

對于每個振沖點位，使用如權利要求1-4任一項所述的深層地基處理裝置進行施工，所述深層地基處理裝置對每個振沖點位的施工方法相同，其施工過程為：

將所述振沖器對準振沖點位，開啟所述振沖器，開啟所述高壓水泵；

控制所述振沖器從振沖點位垂直進入地基內，直至下降至不合格土層頂面；

開啟所述抽砂泵，控制所述振沖器垂直進入不合格土層內，并保持所述振沖器勻速下降至抽吸孔與不合格土層底面平齊，所述振沖器下降的過程中，利用所述抽砂泵將進入振沖桿內腔的土料抽吸至地基外側；

關閉所述抽砂泵，控制所述振沖器提升至地基上方，關閉所述振沖器，關閉所述高壓水泵，施工完成。

6.根據權利要求5所述的深層地基處理方法，其特征在于，若振沖點位按等邊三角形布置，則振沖點位之間的距離為r/1.05，若振沖點位按正方形布置，則相鄰兩振沖點位之間的距離為r/1.128，其中r為所述振沖裝置在不合格土層抽吸范圍的半徑，所述振沖裝置在不合格土層抽吸范圍的半徑的獲取過程如下：

根據不合格土層的范圍，在地基上確定一個測試點位，使用所述深層地基處理裝置對測試點位進行施工；

施工完成后，在地基上布置若干勘察孔組，每組勘察孔組包括位于一條直線上的多個勘察孔，且多個勘察孔與測試點位的距離由近到遠設置，根據若干勘察孔組的勘察結果確定所述振沖裝置在不合格土層抽吸范圍的半徑。

7.根據權利要求6所述的深層地基處理方法，其特征在于，所述施工完成后，在地基上布置若干勘察孔組的步驟包括：

施工完成后，在地基上布置兩組勘察孔組，兩組勘察孔組的長度方向相互垂直。

8.根據權利要求6所述的深層地基處理方法，其特征在于，每組勘察孔組包括六個勘察孔，六個勘察孔分別與測試點位的距離為0.4m、0.6m、0.8m、1.0m、1.2m和1.5m。

9.根據權利要求1所述的深層地基處理方法，其特征在于，所述控制振沖器垂直進入不合格土層內，并保持所述振沖器勻速下降至抽吸孔與不合格土層底面平齊的步驟中，所述振沖器勻速下降的速度通過以下公式得到：

其中所述振沖器液態區面積的獲取過程如下：

開啟所述振沖器，開啟所述高壓水泵，將所述振沖器垂直下沉至不合格土層內，在離所述振沖器中心距離由近到遠分別布置多個振動傳感器，所述振動傳感器布置高程與振沖器相同，根據所述振動傳感器的監測結果繪制土體振動加速度大于預設加速度值的液態區范圍，得到所述振沖器液態區面積。

10.根據權利要求9所述的深層地基處理方法，其特征在于，所述振動傳感器的數量為六，六個振動傳感器分別與振沖器中心的距離為1m、2m、3.5m、4m、4.5m和5m。